Uitgangspunten voor berekeningen

18.3.1 Grenstoestanden, belastingcombinaties en belastingfactoren

Voor de toets op aardbevingsbelasting dienen de volgende situaties te worden beschouwd: · Bruikbaarheid (OBE): Het doel is het beschermen tegen economische schade als

gevolg van schade of verlies van functioneren, de schade door aardbevingen is repareerbaar, Voor de te hanteren herhalingstijden wordt verwezen naar het hoofdstuk over OBE. Voor kaden en steigers in Groningen zal meestal categorie C (geen vitale functie na aardbeving, middelmatige economische schade, snel repareerbaar of

vervangbaar) of categorie B (grote economische schade) van toepassing zijn. Eventueel dient middels een economische analyse aangetoond te worden dat een andere

herhalingstijd voor de beschouwde constructie economisch optimaal is, daarbij dienen dan aspecten als kosten van de versterking te worden afgewogen tegen de kosten van reparatie en de gevolgschade door het niet beschikbaar zijn van de kade of steiger. · Bezwijken: de kans op slachtoffers bij bezwijken is acceptabel klein, dit is de NC

conditie. Voor kademuren en steigers is de bijbehorende herhalingstijd nog niet

vastgesteld, daarom dienen voorlopig de waarden uit NPR 9998 te worden gehanteerd. Voor de grootte van de aardbeving hoeft geen additionele belastingfactor in rekening te worden gebracht. Voor de toe te passen materiaalfactoren wordt verwezen naar NPR 9998. 18.3.2 Aardbevingsbelasting (piekversnelling)

Voor de in rekening te brengen piekversnelling bij verschillende herhalingstijden wordt verwezen naar NPR 9998.

Bij de berekening van damwandconstructies hoeft, conform NEN-EN 1998-5, artikel 7.3.2.2(7), de verticale versnelling niet in rekening te worden gebracht.

18.3.3 Waterstanden en waterspanningen

Bij de keuze van de maatgevende waterstanden dient rekening te worden gehouden met de vraag welke situatie (hoge of lage (grond-)waterstand) maatgevend is. Voor damwandconstructies is in het algemeen de situatie van een hoge grondwaterstand en een lage buitenwaterstand maatgevend. De volgende aanwijzingen zijn gebaseerd op deze situatie.

18.3.3.1 Buitenwaterstand

De rekenwaarde voor de buitenwaterstand is nog niet in een norm opgenomen en dient nog vastgesteld te worden. Zolang dat niet is gebeurd kan van de volgende waarden worden uitgegaan:

· Bij constructies in getijdegebied dient voor de buitenwaterstand het gemiddeld laagwater te worden gekozen.

· Bij constructies die niet in het getijdegebied liggen dient uitgegaan te worden van een laag representatieve waarde, meestal zal dit overeenkomen met het kanaalpeil

1209036-000-GEO-0006, Versie 4, 10 juli 2015

18.3.3.2 Grondwaterstand

Voor de grondwaterstand dient uitgegaan te worden van een gemiddelde grondwaterstand. Voor binnenwateren kan hiervoor uitgegaan worden van een niveau van 0,5 m boven kanaalpeil, conform CUR 166, paragraaf 4.6.2.

Voor constructies die aan getijdewateren liggen kan, conform CUR 166, paragraaf 4.6.2, worden uitgegaan van het een grondwaterstand van 0,3 m boven het gemiddelde van gemiddeld laagwater en gemiddeld hoogwater.

18.3.3.3 Hydrodynamische waterdruk

De aardbevingsbelasting heeft ook invloed op de waterdruk. Bij een horizontale versnelling van de ondergrond zal dit ook een beweging van het water geven, waardoor bij vrij water de momentane waterdrukken tegen de wand worden beïnvloed. Voor de quasi-statische berekening (zie paragraaf 18.4) betekent dit dat de maximale belasting (versnelling) op de damwand samenvalt met een afname van de waterdrukdruk tegen de damwand.

Uitdrukkingen om de verandering van de waterdruk op een verticale wand te berekenen zijn gegeven door Westergaard (zie bijvoorbeeld [Ebeling Morrison 1992]). Voor taluds zijn uitdrukkingen gegeven door bijvoorbeeld Zangar ([Zangar 1952]) en door Chwang ([Chwang 1978]). Gebruikelijk is dat bij een kadeconstructie een verticale wand aanwezig is, daarom worden hier alleen de uitdrukkingen van Westergaard gegeven.

Voor een verticale wand is de verandering van de waterdruk:

max

7

(

/ )

*

8

w w

p

a

g

g

h y

D

= ±

Met: · Dpw verandering waterdruk · amax piekversnelling · g versnelling zwaartekracht · gw volumegewicht water · h waterdiepte

· y verticale coördinaat, diepte onder de waterspiegel

Integratie van de druk over de hoogte geeft voor de hydrodynamische kracht (per strekkende meter wand): 2 max

7

(

/ )

12

w

P= ±

a

g

g

h

Met:

• P Hydrodynamische kracht (resultante dynamische waterdruk) (per strekkende meter)

Figuur 18.1 Hydrodynamische waterdruk volgens Westergaard

Voor een quasi-statische berekening moet de maximale aardbevingsbelasting (versnelling) worden gecombineerd met een afname van de waterdruk aan de buitenzijde (vrij water) tegen de wand.

Bij een gebruikelijke aanvulling achter de damwand met zand kan voor de (grond-)waterdruk aan de binnenzijde worden aangenomen dat het grondwater tijdens de aardbeving niet verplaatst ten opzichte van het korrelskelet en hoeft aan die zijde geen rekening te worden gehouden met een hydrodynamische waterdruk. Bij een goed doorlatende aanvulling achter de damwand (k > 5.10-4 m/s) is deze veronderstelling niet meer correct en moet met een verhoging van de waterdruk achter de damwand als gevolg van de hydrodynamische waterdruk rekening worden gehouden. Dit is dan een toename van de waterdruk. Bij zeer goed doorlatend aanvulmateriaal is de hydrodynamische waterdruk gelijk aan die voor vrij water.

In het geval van een tijdsafhankelijke berekening is bovenstaande aanpak niet geheel correct. Voor de berekening zijn er de volgende mogelijkheden:

· Een fictieve verlaging van de buitenwaterstand die de dynamische waterdruk volgens Westergaard benadert; voor de bepaling van de grootte kan worden uitgegaan van 65% van de piekversnelling.

· Modelleren van het water als een materiaal met lage stijfheid en sterkte.

· Toepassen van een ‘added mass’ op de damwand om het effect van de meewerkende watermassa mee te nemen.

18.3.3.4 Wateroverspanning

In zandlagen kan tijdens de aardbeving wateroverspanning ontstaan. Voor de berekening van de wateroverspanning wordt naar NPR 9998 verwezen. Deze wateroverspanning is een extra waterdruk op de damwand.

Indien er wateroverspanning ontstaat, dient de constructie voor twee tijdstippen te worden getoetst, zoals aangegeven in Hoofdstuk 8.

1209036-000-GEO-0006, Versie 4, 10 juli 2015

18.3.4 Overige belastingen 18.3.4.1 Terreinbelasting

Het is niet noodzakelijk om bij de berekeningen uit te gaan van de combinatie van rekenwaarde van de versnelling en ontwerpwaarde terreinbelasting. Welke ontwerpwaarde voor de terreinbelasting gebruikt moet worden hangt af van het gebruik van het terrein achter de kadeconstrucite, en dient van geval tot geval te worden beoordeeld. Als bovengrens kan de ontwerpwaarde voor statische belastingen worden gebruikt.

18.3.4.2 Scheepsbelastingen

Bij de berekening voor de aardbevingsbelasting hoeft niet gerekend te worden met het gelijktijdig optreden van afmeerkrachten.

In document Handreiking voor het uitvoeren van studies naar het effect van aardbevingen voor bedrijven in de industriegebieden Delfzijl en Eemshaven in Groningen (pagina 84-87)